DE102006050927A1

DE102006050927A1 - Antriebsvorrichtung mit einer Spindel und einem Zahnkranz

Info

Publication number: DE102006050927A1
Application number: DE200610050927
Authority: DE
Inventors: Thomas Liepold; Günther Böhm
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-10-28
Filing date: 2006-10-28
Publication date: 2007-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer Spindel (2) und einem Zahnkranz (3), wobei die Verbindung zwischen der Spindel (2) und dem Zahnkranz (3) zumindest bereichsweise aus einem flexiblen Material ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine Schließeinrichtung, mit einer Spindel und einem Zahnkranz.
Unidirektionale Elektroheckklappenschlösser in Fahrzeugen mit linearem Spindelantrieb und federgetriebenem Rücklaufmechanismus sind übliche Antriebe für Stellglieder. Dabei wird über einen Elektromotor eine Gewindespindel angetrieben, die über eine Betätigungsmutter direkt oder über einen Betätigungshebel einen Auslösevorgang bzw. Stellvorgang ausführt. Dadurch wird der Öffnungsvorgang eines Schlosses einer Schließeinrichtung eingeleitet. Nach dem Öffnungsvorgang wird die Betätigungsmutter auf der Spindel durch eine zuvor gespannte Feder zurückgetrieben. Dabei ist es erforderlich, dass das Untersetzungsgetriebe und der Motor rückwärts beschleunigt und angetrieben werden.
Das Öffnungsgeräusch wird ursächlich durch das Zahnspiel zwischen dem Antriebsritzel und der Gewindespindel erzeugt. Die Weiterleitung dieses Geräusches kann zum einen über den Motor in das Gehäuse oder über die Gewindespindel und deren Lagerstellen im Gehäuse erfolgen. Der dadurch erzeugte Körperschall wird durch die Anschraubpunkte in die Klappenstruktur eingeleitet und von dort in die Umgebung abgestrahlt. Bei den bekannten Vorrichtungen tritt somit eine nicht erwünschte Geräuschentwicklung auf.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, bei der die Geräuschbildung bei der Betätigung reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung umfasst eine Spindel und einen Zahnkranz. Die Verbindung zwischen der Spindel und dem Zahnkranz ist zumindest bereichsweise aus einem flexiblen Material ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung ist insbesondere für eine Schließeinrichtung vorgesehen. Durch das Einbringen eines flexiblen Materials kann eine akustische Entkopplung des Zahnkranzes von der Gewindespindel erreicht werden. Die Geräuschbildung beim Betätigen der Antriebsvorrichtung kann dadurch erheblich reduziert werden.
Das flexible Material ist in bevorzugter Weise ein Weichmaterial, welches ermöglicht, dass die Spindel und der Zahnkranz torsionsweich verbunden sind.
Bevorzugt ist eine Längsachse der Spindel im Wesentlichen durch den Mittelpunkt des Zahnkranzes verlaufend angeordnet. Bevorzugt ist der Zahnkranz an einem vorderen Endbereich der Spindel angeordnet.
Das flexible Material ist in radialer Richtung der Spindel und in radialer Richtung des Zahnkranzes in durchgängigen Aussparungen zwischen der Spindel und dem Zahnkranz angeordnet und zumindest bereichsweise umlaufend ausgebildet. Bei einer konzentrischen Anordnung der Spindel und des Zahnkranzes kann hier eine besonders effektive torsionsweiche Verbindung der beiden Komponenten geschaffen werden und eine besonders effektive akustische Entkopplung gewährleistet werden.
Zumindest eine Aussparung und damit auch zumindest ein Bereich, in dem das flexible Material zur Verbindung der beiden Komponenten angeordnet ist, ist in Umlaufrichtung des Zahnkranzes wellenförmig ausgebildet. In diesem Zusammenhang kann eine mäanderförmige Struktur des Verbindungsbereichs geschaffen werden. Eine stabile Ausgestaltung kann dadurch ermöglicht werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest zwei Fixierstege, insbesondere radial orientierte Fixierstege, zwischen der Spindel um dem Zahnkranz ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung kann die konzentrische Anordnung der Spindel und des Zahnkranzes gewährleistet werden und beim Einbringen des flexiblen Materials in den Verbindungsbereich diese Konzentrität zuverlässig aufrechterhalten werden. Darüber hinaus kann durch diese Fixierstege erreicht werden, dass der Verbindungsbereich in zumindest zwei separate Teilbereiche unterteilt werden kann. Auch dadurch kann die Stabilität erhöht werden.
Bevorzugt sind die Fixierstege einstückig mit dem Zahnkranz und der Spindel ausgebildet. Bevorzugt ist des Weiteren eine einstückige Ausbildung der Spindel und des Zahnkranzes vorgesehen. Beispielsweise können die Spindel und der Zahnkranz aus Kunststoff ausgebildet sein und insbesondere als Spritzgussteil gefertigt sein. Dadurch kann eine relativ kostengünstige Ausgestaltung und gewichtsarme Ausbildung ermöglicht werden. Darüber hinaus ist auch bei der Realisierung als Spritzgussteil eine hohe mechanische Stabilität und Beanspruchbarkeit gegeben.
Die Aussparungen, in denen das flexible Material als Verbindung zwischen der Spindel und dem Zahnkranz eingebracht ist, können in radialer Richtung durch die Fixierstege begrenzt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Fixierstege nach dem Einbringen des flexiblen Materials in die Verbindungsbereiche bzw. die Aussparungen durchtrennt sind. Diese Durchtrennung kann während dem Einbringen des flexiblen Materials erfolgen.
Bei diesen Ausgestaltungen ist der Verbindungsbereich dann bevorzugt vollständig umlaufend und zusammenhängend mit dem flexiblen Material gefüllt. Die Verbindung zwischen der Spindel und dem Zahnkranz ist dann bevorzugt ausschließlich aus dem flexiblen Material ausgebildet.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Fixierstege auch nach dem Einbringen des flexiblen Materials bestehen bleiben.
Das flexible Material ist bevorzugt als Elastomer ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass ein vulkanisiertes oder thermoplastisches Elastomer eingebracht sind. Diese spezifischen flexiblen Materialien ermöglichen eine besonders günstige akustische Entkopplung und gewährleisten darüber hinaus eine optimale Verbindung zwischen der Spindel und dem Zahnkranz. Auch im Hinblick auf Belastbarkeit und den Verschleiß ermöglicht die Ausgestaltung mit einem Elastomer wesentliche Vorteile. Das flexible Material ist zur Verbindungsausbildung zwischen der Spindel und dem Zahnkranz bevorzugterweise eingespritzt und mit der Spindel und dem Zahnkranz fest bzw. unlösbar verbunden.
Die Antriebsvorrichtung ist insbesondere für eine Schließeinrichtung, insbesondere eine Heckklappen-Schließeinrichtung, in einem Fahrzeug ausgebildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung; und
2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt Teilelemente einer Antriebsvorrichtung 1 mit einer Spindel 2 und einem Zahnkranz 3. Die Antriebsvorrichtung 1 ist im Ausführungsbeispiel für eine Heckklappen-Schließeinrichtung eines Fahrzeugs ausgebildet. Der Antrieb der in 1 gezeigten Anordnung erfolgt durch einen nichtdargestellten Elektromotor, welcher die Spindel 2 antreibt. Dadurch wird auch der Zahnkranz 3 angetrieben und ein Öffnungsvorgang eines mit dem Zahnkranz 3 gekoppelten Schlosses durchgeführt.
Die Spindel 2 und der Zahnkranz 3 sind einstückig aus Kunststoff ausgebildet und als einstückiges Spritzgussteil realisiert. Der Zahnkranz 3 ist konzentrisch zur Spindel 2 angeordnet, so dass eine Längsachse A der Spindel 2 durch den Mittelpunkt des Zahnkranzes 3 verläuft.
An der Spindel 2 ist ein Gewinde 22 ausgebildet und an der äußeren Umlauffläche des Zahnkranzes 3 sind Zähne 31 ausgebildet. Der Zahnkranz 3 ist an einem vorderen Ende 21 der Spindel 2 angebracht. In radialer Richtung des Zahnkranzes 3 betrachtet ist zwischen der Längsachse A und den Zähnen 31 ein Verbindungsbereich ausgebildet, welcher zur Verbindung der Spindel 2 mit dem Zahnkranz 3 vorgesehen ist. Im Ausführungsbeispiel ist dazu vorgesehen, dass der Zahnkranz 3 über vier radial orientierte dünne Fixierstege 32, 33, 34 und 35 konzentrisch zur Spindel 2 gehalten ist. Auch diese Fixierstege 32 bis 35 sind aus Kunststoff ausgebildet und einstückig mit der Spindel 2 und dem Zahnkranz 3 verbunden. Der Verbindungsbereich zwischen der Spindel 2 und dem Zahnkranz 3 wird in der gezeigten Ausführung durch Aussparungen 4, 5, 6 und 7 gebildet, welche mit einem flexiblen Material gefüllt sind (2). Diese Aussparungen 4 bis 7 sind jeweils als Segmente eines Rings ausgebildet, wobei jeder dieser durchgängigen Aussparungen 4 bis 7 wellenförmig ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass in Umlaufrichtung jede Aussparung 4 bis 7 mit variierendem Radius ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist dazu vorgesehen, dass beispielsweise die Aussparung 4 an den Fixierstegen 32 und 33 mit einem größeren Radius ausgebildet ist als etwa mittig zwischen diesen beiden Fixierstegen 32 und 33. In entsprechender Weise sind die Aussparungen 5, 6 und 7 realisiert. Im Ausführungsbeispiel ist dadurch eine symmetrische Struktur des Verbindungsbereichs geschaffen.
Jede dieser Aussparungen 4 bis 7 ist mit einem flexiblen Material, welches im Ausführungsbeispiel ein Elastomer ist, vollständig aufgefüllt. Dies ist in 2, welche eine Frontansicht von 1 zeigt, dargestellt. Das Elastomer wird nach dem Bereitstellen der Spindel 2 und des Zahnkranzes 3, wie dies in 1 dargestellt ist, in die jeweiligen Aussparungen 4 bis 7 eingespritzt. Eine optimale Verbindung mit den jeweiligen Randbereichen ist dann ebenfalls gewährleistet. Zur weiteren Verbesserung der Stabilität und Halterung kann vorgesehen sein, dass an den Innenseiten 36 und 37 des Zahnkranzes 3 und der Spindel 2 Hinterschneidungen oder dergleichen ausgebildet sind.
In der gezeigten Ausführung in 2 sind die Fixierstege 32 bis 35 auch nach dem Einbringen des Elastomers in die Aussparungen 4 bis 7 vorhanden, so dass die jeweiligen Aussparungen 4 bis 7 getrennt voneinander sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Fixierstege 32 bis 35 mit dem Einbringen des Elastomers durchtrennt werden. Bei einer derartigen Ausgestaltung würde dann ein radial umlaufender, vollständig zusammenhängender Ring entstehen, welcher eine wellenförmige Gestalt aufweist.
Durch die Fixierstege 32 bis 35 kann erreicht werden, dass keine separaten Teile in das Werkzeug eingelegt werden müssen, um eine zentrische Ausrichtung des Zahnkranzes 3 mit der Spindel 2 erreichen zu können.
In radialer Richtung beträgt die Dicke d der Aussparungen 4 bis 7 einige Millimeter, insbesondere etwa 5 mm. Die Dicke d ist in Umlaufrichtung im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen konstant. Es kann auch vorgesehen sein, dass diese Dicke d in Umlaufrichtung variiert.

Claims

Antriebsvorrichtung mit einer Spindel (2) und einem Zahnkranz (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Spindel (2) und dem Zahnkranz (3) zumindest bereichsweise aus einem flexiblen Material ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (A) der Spindel (2) im Wesentlichen durch den Mittelpunkt des Zahnkranzes (3) verläuft.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Material in radialer Richtung der Spindel (2) und in radialer Richtung des Zahnkranzes (3) in Aussparungen (4, 5, 6, 7) zwischen der Spindel (2) und dem Zahnkranz (3) angeordnet ist und zumindest bereichsweise umlaufend ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aussparung (4, 5, 6, 7) in Umlaufrichtung wellenförmig ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Fixierstege (32, 33, 34, 35) zwischen der Spindel (2) und dem Zahnkranz (3) ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstege (32, 33, 34, 35) einstückig mit dem Zahnkranz (3) und der Spindel (2) ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (4, 5, 6, 7) durch die Fixierstege (32, 33, 34, 35) in Umlaufrichtung begrenzt sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mit dem flexiblen Material als umlaufender, insbesondere vollständig umlaufender und zusammenhängender Ring, ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Material ein Elastomer, insbesondere ein vulkanisiertes oder thermoplastisches Elastomer, ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (3) und/oder die Spindel (3) aus Kunststoff, insbesondere als Spritzgussteil, ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (2) und der Zahnkranz (3) einstückig ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche für eine Schließeinrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere eine Heckklappen-Schließeinrichtung, ausgebildet ist.